Исследователи из Медицинского колледжа Бэйлора изучили роль грибка Candida albicans в развитии болезни Альцгеймера. С помощью животных моделей они обнаружили, что грибок разрушает гематоэнцефалический барьер с помощью ферментов и может продуцировать бета-амилоидные (Ab)-подобные пептиды, токсичные фрагменты белка, которые, как полагают, играют центральную роль в болезни Альцгеймера.
Исследование Медицинского колледжа Бэйлора показало, что гриб Candida albicans может производить токсичные пептиды, связанные с болезнью Альцгеймера, что позволяет предположить, что гриб может играть роль в ее развитии.
Это новое понимание требует дальнейших исследований потенциальных методов лечения.
Предыдущие исследования связывали грибы с хроническими нейродегенеративными состояниями, такими как болезнь Альцгеймера, но понимание того, как эти распространенные микробы могут участвовать в развитии этих состояний, ограничено.
Работая с моделями животных, исследователи из Медицинского колледжа Бэйлора и сотрудничающих с ним учреждений обнаружили, как гриб Candida albicans проникает в мозг, активирует два отдельных механизма в клетках головного мозга, которые способствуют его выведению, и, что важно для понимания развития болезни Альцгеймера, генерирует бета-амилоид. (Ab)-подобные пептиды, токсичные белковые фрагменты белка-предшественника амилоида, которые считаются центром развития болезни Альцгеймера. Исследование было опубликовано 10 октября в журнале Cell Reports.
Связь грибка и болезни Альцгеймера
- «Наша лаборатория имеет многолетний опыт изучения грибов, поэтому мы приступили к изучению связи между C. albicans и болезнью Альцгеймера на животных моделях», — сказал автор-корреспондент доктор Дэвид Корри, заведующий кафедрой патологии Фулбрайта и профессор патологии и иммунологии и медицина в Бэйлоре. Он также является членом Комплексного онкологического центра Дэна Л. Дункана Бэйлора.
- «В 2019 году мы сообщили, что C. albicans действительно попадает в мозг, где вызывает изменения, очень похожие на те, которые наблюдаются при болезни Альцгеймера. Текущее исследование расширяет эту работу, чтобы понять молекулярные механизмы».
- «Наш первый вопрос заключался в том, как C. albicans попадает в мозг? Мы обнаружили, что C. albicans вырабатывает ферменты, называемые секретируемыми аспарагиновыми протеазами (Sap), которые разрушают гематоэнцефалический барьер, предоставляя грибу доступ к мозгу, где он вызывает повреждение», — сказал первый автор, доктор Ифань Ву, постдокторант педиатрии, работающий в лаборатория Корри.
Механизмы удаления грибков
Далее исследователи задали вопрос, как грибок эффективно выводится из мозга? Корри и его коллеги ранее показали, что инфекция головного мозга, вызванная C. albicans, полностью проходит у здоровых мышей через 10 дней. В этом исследовании они сообщили, что это произошло благодаря двум механизмам, запускаемым грибком в клетках головного мозга, называемых микроглией.
- «Те же самые соки, которые гриб использует для разрушения гематоэнцефалического барьера, также расщепляют белок-предшественник амилоида на AB-подобные пептиды», — сказал Ву.
- «Эти пептиды активируют микроглиальные клетки головного мозга через рецептор клеточной поверхности, называемый Toll-подобным рецептором 4, который поддерживает низкую грибковую нагрузку в мозге, но не уничтожает инфекцию».
C. albicans также производит белок под названием кандидализин, который также связывается с микроглией через другой рецептор, CD11b.
- «Опосредованная кандидализином активация микроглии необходима для устранения Candida в мозге», — сказал Ву.
- «Если мы уберем этот путь, грибки больше не будут эффективно очищаться от мозга».
Новые сведения о развитии болезни Альцгеймера
- «Эта работа потенциально вносит важный вклад в новую часть головоломки, касающуюся развития болезни Альцгеймера», — сказал Корри.
- «В настоящее время это состояние объясняется тем, что оно в основном является результатом накопления токсичных Ab-подобных пептидов в мозге, что приводит к нейродегенерации. Доминирующее мнение состоит в том, что эти пептиды производятся эндогенно, наши собственные протеазы мозга расщепляют белки-предшественники амилоида, образуя токсичные пептиды антител».
Здесь исследователи показывают, что Ab-подобные пептиды также могут быть получены из другого источника – C. albicans.
Этот распространенный гриб, который был обнаружен в мозге людей с болезнью Альцгеймера и другими хроническими нейродегенеративными расстройствами, имеет свой собственный набор протеаз, которые могут генерировать те же Ab-подобные пептиды, которые мозг может генерировать эндогенно.
- «Мы предполагаем, что агрегаты Ab-пептидов головного мозга, которые характеризуют множественные нейродегенеративные состояния, связанные с Candida, включая болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона и другие, могут генерироваться как собственными силами мозга, так и C. albicans», — сказал Корри.
- «Эти результаты на животных моделях подтверждают необходимость проведения дальнейших исследований по оценке роли C. albicans в развитии болезни Альцгеймера у людей, что потенциально может привести к разработке инновационных терапевтических стратегий».